Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Đất là bộ phận quan trọng của hệ sinh thái rừng, là tấm gương phản ánh các hoạt động sống của rừng như trao đổi chất, tích lũy, chuyển hóa năng lượng, sinh trưởng, phát triển, tái sinh rừng. Việc nghiên cứu đất rừng luôn được đặt nằm trong mối quan hệ: ảnh hưởng của đất tới quần xã thực vật rừng và ảnh hưởng ngược lại của quần xã thực vật đối với đất. Đây là lĩnh vực nghiên cứu thu hút được nhiều nhà khoa học. Vì vậy, những nghiên cứu này được thực hiện ở gần như tất cả các nước, các vùng có kinh doanh rừng.
Trên thế giới 1. Tình hình nghiên cứu về đánh giá phân hạng đất đai trên thế giới Đánh giá đất đai đóng góp vai trò cực kỳ quan trọng trong việc xác định độ phì nhiêu của đất và là cơ sở cho việc đề xuất cây trồng cũng như các giải pháp duy trì và bảo vệ độ phì của đất. Đánh giá đất đai như một khoa học đã được hình thành hàng trăm năm, hiện nay tồn tại nhiều quan điểm với nhiều phương pháp đánh giá đất khác nhau. Vào những thập niên 60, ở Liên Xô và các nước Đông Âu việc đánh giá phân hạng đất đai được thực hiện qua ba bước: 1.
So sánh các hệ thổ nhưỡng theo tính chất tự nhiên (đánh giá lớp phủ thổ nhưỡng). Đánh giá khả năng sản xuất của đất đai. Đánh giá kinh tế đất (chủ yếu là đánh giá khả năng sản xuất hiện tại của đất) Phương pháp này mới chỉ thuần túy quan tâm tới khía cạnh tự nhiên của đất đai mà chưa xem xét đầy đủ khía cạnh kinh tế, xã hội của việc sử dụng đất đai. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Ở Hoa Kỳ đánh giá phân hạng đất đai được ứng dụng rộng rãi theo hai phương pháp: 1.
Phương pháp tổng hợp: lấy năng suất cây trồng trong nhiều năm làm tiêu chuẩn và chú ý đi vào phân hạng đất đai cho từng loại cây trồng chính. Phương pháp yếu tố: bằng cách thống kê các yếu tố tự nhiên và kinh tế để so sánh, lấy lợi nhận tối đa là 100 điểm để làm mốc so sánh với các đất khác. Ở Ấn Độ và các vùng nhiệt đới ẩm châu Phi thường áp dụng phương pháp biến thiên biểu thị mối quan hệ của các yếu tố dưới dạng các phương trình toán học. Kết quả phân hạng đất cũng được thể hiện dưới dạng phần trăm hay cho điểm.
Thấy rõ vai trò quan trọng của phân hạng đánh giá đất đai làm cơ sở cho quy hoạch sử dụng đất, tổ chức Nông - Lương Liên hiệp quốc (FAO) đã tập hợp trí tuệ của các nhà khoa học đất và chuyên gia đầu ngành về nông nghiệp của FAO và Hà Lan để tổng hợp nên kinh nghiệm của nhiều nước xây dựng nên tài liệu “Đề cương đánh giá đất đai“ (FAO - 1976). Tài liệu này được các nước trên thế giới quan tâm, thử nghiệm và vân dụng vào công tác đánh giá đất đai ở nước mình và đều chấp nhận là phương tiện tốt nhất để đánh giá đất. Đến năm 1983 đề cương này được bổ sung, chỉnh sửa cùng với hàng loạt các tài liệu hướng dẫn đánh giá đất chi tiết hơn cho các vùng sản xuất khác nhau như: - Đánh giá đất đai cho nền nông nghiệp nhờ mưa (Land Evaluation for Rainfed Agriculture - FAO, 1983). - Đánh giá đất đai cho nền nông nghiệp có tưới (Land Evaluation for Irrigated Agriculture - FAO, 1980).
- Đánh giá đất đai cho trồng trọt có quảng canh (Land Evaluation for Extensive grazing - FAO, 1990). LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 - Đánh giá đất đai và phân tích hệ thống canh tác cho quy hoạch sử dụng đất (Land evaluation and farming system analysis for land use planning - FAO, 1992). Các phương pháp đánh giá đất của FAO dựa trên cơ sở phân loại đất thích hợp (Land suitability Classification). Cơ sở của phương pháp này là dựa trên sự so sánh giữa yêu cầu sử dụng đất với chất lượng của đất, gắn với phân tích các khía cạnh kinh tế xã hội, môi trường để lựa chọn phương pháp phân tích tối ưu.
Các phương pháp đánh giá đất đai đã được FAO đề cập khá đầy đủ và được ứng dụng rộng khắp các quốc gia trên thế giới, đây chính là cơ sở để đưa ra các quyết định cho việc quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên đất đai, một dạng tài nguyên mà tự nhiên không thể tái tạo được. Nghiên cứu mối quan hệ giữa đặc tính của đất và sinh trưởng cây trồng Độ phì của đất đóng vai trò cực kỳ quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và năng suất cây trồng, ngược lại các loài cây khác nhau cũng ảnh hưởng khác nhau tới tính chất của đất. Trên thế giới, nhiều tác giả đã tập trung vào nghiên cứu mối quan hệ giữa đặc tính của đất và sinh trưởng của cây trồng. Nhiều quan điểm cho rằng đối với vùng ôn đới phản ứng của đất (pH), hàm lượng CaCO3 và các chất bazơ khác, thành phần cấp hạt và điện thế oxy hóa khử của đất là những yếu tố quan trọng nhất.
Có nghĩa là yếu tố hóa học quan trọng hơn yếu tố vật lý. Còn ở vùng nhiệt đới các nghiên cứu lại cho rằng các yếu tố như: khả năng giữ nước, độ dày của tầng đất, độ thông khí của đất là những yếu tố giữa vai trò chủ đạo, hay yếu tố vật lý quan trọng hơn yếu tố hóa học (Chakraborty.N và Chakraborty (1989), Ohhta (1993), Marquez. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Vấn đề nghiên cứu về vật rơi rụng và sự hình thành thảm mục, mùn cũng đã được nhiều tác giả quan tâm, nghiên cứu. Một số nghiên cứu đã cho rằng, nguồn chất hữu cơ chính trong đất rừng là từ các rễ thực vật chết cung cấp, nhất là vùng đồng cỏ thì rõ rệt.
Như vậy, lượng rơi rụng từ rễ cây cũng rất lớn và không phải lúc nào cũng bổ sung cho phần trên lớp đất mặt. Vai trò của hệ thống rễ cây rừng trong việc hình thành chất hữu cơ của đất ít hơn so với lượng rễ cây chết hàng năm của thực vật thân cỏ. Nhưng nó vẫn được tồn tại không chỉ bằng lượng rễ cây mà còn bằng sự ảnh hưởng của nhiều mặt của hệ thống rễ đến đất khi còn sống cũng như khi đã chết. Theo nghiên cứu của viện sỹ Mê-lê-khốp (1982), thì trữ lượng thảm mục cao thường xuất hiện ở các quần xã thực vật rừng vùng phía bắc hoặc trên núi cao ở các khu rừng hỗn giao (nơi có đến 100 tấn/ha và có nơi chỉ đạt 20 tấn/ha).
Một vài tác giả đã nghiên cứu quan hệ giữa các tính chất vật lý, hóa học của đất với hàm lượng chất hữu cơ, mùn trong đất và đã rút ra nhận xét: nhiệt độ đất, độ ẩm, tỷ trọng, độ xốp và độ phì của đất phụ thuộc chặt chẽ vào đặc điểm cấu trúc lớp thảm thực vật, khối lượng vật chất hữu cơ tích lũy được trên mặt đất và cường độ phân giải thảm mục. Khi nghiên cứu về đặc điểm phân giải chất hữu cơ ở rừng nhiệt đới, Baur (1960), David/Richas đã khẳng định rất chính xác rằng, chất hữu cơ ở các mô sống của rừng chiếm từ 80 - 90% tổng lượng chất hữu cơ, còn lại 10 - 20% chất hữu cơ tồn tại ở vật rơi rụng và ở trong đất, khi lớp phủ thực vật mất đi, đồng thời với điều kiện nhiệt ẩm cao ở vùng nhiệt đới làm cho vật rơi rụng bị phân giải nhanh chóng thì đất rừng sẽ bị thoái hóa mạnh và không thể phục hồi lại được. Vì vậy, có thể nói “Rừng nhiệt đới nuôi đất”. Vấn đề ảnh hưởng của cây mọc nhanh và trồng thuần loài đến đất rừng nhiệt đới đang là chủ đề được nhiều người chú ý.
Trong những năm gần đây, LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 do nhu cầu cao về gỗ giấy, gỗ củi các loài cây mọc nhanh như Bạch đàn, Lõi thọ, Thông. đã được gây trồng trên những diện tích lớn ở các nước nhiệt đới. Việc thay thế các rừng rậm nhiệt đới bằng rừng trồng thuần loài, mọc nhanh với chu kỳ khai thác ngắn đã gây ra những lo ngại về sự thoái hóa đất và giảm năng suất ở các luân kỳ sau. Đây là vấn đề lâm học có ý nghĩa lớn trong lâm nghiệp nhưng đến nay còn ít được nghiên cứu.
Một số nghiên cứu đã xác nhận rằng, các cây gỗ mọc nhanh tiêu thụ một lượng dinh dưỡng rất lớn ở giai đoạn đầu và giảm dần ở các tuổi già hơn. Vì vậy việc trồng cây mọc nhanh với chu kỳ khai thác ngắn ở nhiệt đới sẽ làm cho đất chóng kiệt quệ hơn so với các loài cây lá nhọn có chu kỳ dài (80 - 100 năm) ở ôn đới (Chijiok (1980), Ghosh (1978), Smith. Các nhà khoa học Ấn Độ Chandran.K (1988) đã nghiên cứu về đặc điểm đất đai dưới ba loại rừng trồng lá kim khác nhau: Cryptomelia Japonica, Pinus, Cupressos Torulosa và rừng lá rộng ở phía đông dãy Hymalaya cho thấy sự tích lũy thảm mục ở rừng lá kim là cao hơn so với rừng lá rộng. Đất ở các khu này đều chua và độ chua cao nhất ở tầng đất mặt dưới rừng thông Pinus phtula.
Rừng Cryptomelia japonica có lượng canxi trao đổi lớn nhất. Nghiên cứu của Reynolds.M (1988) đã xem xét đất ở hai trạng thái: đất được che phủ bởi trảng cỏ cây bụi và đất được che phủ bởi rừng lá kim ở khu vực đất dốc xứ Wales. Nghiên cứu đã xác nhận rằng việc trồng rừng lá kim làm cho nồng độ anion trong đất thay đổi từ 1.5 - 3 lần trong khi nồng độ H+ chỉ biến đổi rất ít. Phần lớn các nghiên cứu đều chỉ ra rằng, thực sự tồn tại mối quan hệ qua lại giữa thực vật và đất.
Công trình nghiên cứu của Sain.SH, Rangas wamy.R (1988) đã đề cập đến mối quan hệ giữa sinh trưởng của cây rừng tự nhiên và rừng Phi lao với một số tính chất đất. Kết quả nghiên cứu cho thấy LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 tính chất của đất liên quan trực tiếp đến lượng tăng trưởng hàng năm (tăng trưởng về chiều cao và đường kính). Tuy nhiên, mối quan hệ giữa tính chất đất và tăng trưởng chiều cao là chặt chẽ hơn so với tăng trưởng đường kính. Trong những năm gần đây Trung tâm Lâm nghiệp Quốc tế (CIFOR) đã tiến hành nghiên cứu về quản lý lập địa và sản lượng rừng cho rừng trồng ở các nước nhiệt đới.
CIFOR đã tiến hành nghiên cứu trên các đối tượng là Bạch đàn, Thông, Keo trồng thuần loài trên các lập địa khác nhau ở các nước Brazil, Nam Phi, Trung Quốc.